一种基于ATmega8的多功能断电仪的设计.pdf

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1、珊匿圈山西煤炭第34卷第6期2014年6月SHANXICOAL文章编号：1672—5050(2014)06—0016—04一种基于ATmega8的多功能断电仪的设计李小军(中国煤炭科工集团太原研究院，山西太原030006)摘要：以ATmega8单片机为核心，结合已有的断电仪，提出同时处理甲烷和一氧化碳浓度传感器信号的多功能断电仪的设计方案，并介绍了ATmega8单片机的特点和工作原理。关键词：单片机；多功能；断电仪中图分类号：TD712文献标识码：A1ATmega8单片机的特点正常模式为3．6m

2、A，空闲模式为1．0mA，掉电模式为0．5A等特性。ATmega8是ATMEL公司一款新型AVR高速嵌入式单片机，它承袭了AT89、AT90单片机的优点，集2断电仪的工作原理成了更大容量的存储器和更丰富的硬件接口电路，断电仪的工作原理，见图1，甲烷传感器浓度信且在省电性、稳定性、抗干扰性以及灵活性方面更加号和一氧化碳浓度信号，经单片机处理后实时显示，完善。由于采用了小引脚封装(为DIP28和TQFP／实现预置的设备报警点、断电点、复电点的操作。检MLF32)，其价格与普通低档单片机相当，并且系统

3、内测甲烷浓度的范围0．00％～4．O0％CH，检测一氧化碳的可编程特性好，无需仿真器和编程器也可进行单浓度的范围0～1000x10CO，当甲烷、一氧化碳浓度片机嵌入式系统的设计开发，使其成为一款性价比达到预置的报警点(出厂时应设在1．00％CH、12x很高的单片机，受到广泛青睐。10～48x10CO处)时，发出声光报警；浓度恢复到预ATmega8是采用低功耗CMOS_T艺生产的内置置报警点以下，解除声光警报。当甲烷、一氧化碳浓Flash(闪存)的基于RISC(精简指令集)结构的8位度达到预置断电

4、点(厂时应设定在1．50％CH、12xAVR单片机。它的核心是将32个工作寄存器和丰富l0～60x10CO处)，断电仪发出指令及时切断设备的指令集联接在一起，工作寄存器都与ALU(算术逻电源，实现闭锁；当甲烷、一氧化碳浓度下降到预置辑单元)直接相连，实现了在一个时钟周期内执行的解锁点(出厂时应设在0．50％CH、0～24x10CO处)一条指令同时访问(读写)两个独立寄存器的操作；时，断电仪自动解锁，允许设备复电运转。报警点、断提高了代码效率，大部分指令的执行时间仅为一个电点、复电点可由遥控器进行

5、设定保存，断电控制电时钟周期。因此，ATmega8已接近1Mips／MHz的处理路通过中间继电器控制设备报警或切断设备电源。能力，运行速度比普通CISC(ComplicatedInstructionSetCPU)单片机高出l0倍。3设计理念及关键特点ATmega8具有丰富的外部接口性能，内部集成了可选择频率(1／2／4／8MHz)、可校准的RC振荡器，显示电路甲烷浓度传感器ATmega8L白带可编程看门狗定时器；还有宽范围的工作电压单片机一I坐竺堕一氧化碳浓度传感器卜—-_-(ATmega8为4

6、．5～5．5V，ATmega8L为2．7～5．5V)，高——_．{由柠I由运行速度(ATmega8为0～16MHz，ATmega8L为0～8图1断电仪工作原理框图MHz)，以及低功耗(4MHz，3V，25~CH~的工作电流)：收稿日期：2013一l2一l6作者简介：李小军(1975一)，男，山西汾阳人，大学本科，工程师，从事矿用电气产品的设计研究工作。16第34卷第6期山西煤炭能够提供大电流(单一输出40mA)输出驱动，能直接运行时。驱动SSR或继电器。5结束语中间继电器的动作由单片机输出的信号

7、控制，ATmega8单片机内部集成的功能强大的硬件接在下列情况下实现断电动作即闭锁：①当被监视区口电路，使得外围设计电路更加简化；集成的丰富多域风流中的甲烷或一氧化碳浓度达到预置断电点样的存储器以及先进的RISC精简指令集，使编程更时。②当传感器发生电源或信号线开路、短路等故障加灵活和简化，程序运行安全流畅，速度更快。改进使传感信号超出其测量范围时。③当主机失电时，在设计的多功能断电仪，既可用于机载设备，也可用于下列情况时实现自动复电动作即自动解锁：当甲烷、车载设备，功能更强，性价比更高，同时具

8、有功耗低、一氧化碳浓度下降到预置解锁点时；当排除故障恢应用广、体积小、重量轻、高度集成等特点。复正常运行并达到稳定时；当主机送电1min后正常参考文献：【1】马潮，詹卫前，耿德根．ATmega8原理及应用手册[M]．北京：清华大学出版社，2003．[2】陈至坤，王福斌，刘杰，等．基于AT89C52的煤矿用甲烷断电仪的研制【JJ．煤矿机电，2009(2)：32—34[3】蔡崇，于庆，王勇．无线车载甲烷报警断电仪的研制[JJ_矿业安全与环保，2010(5)：39—40．ADesignofMultif